Bilim adamları, atıkları yüksek değerli "flaş grafen" e dönüştürmek için yeni işleme teknolojisini kullanıyor
Yabancı basında New Atlas'a göre grafen, son yıllarda oyunun kurallarını değiştiren bir madde olarak kullanılıyor, ancak bu yeni malzemenin üretimi için hala gelişmiş yöntemlere ihtiyaç var. Rice Üniversitesi'ndeki bilim adamları, bu alanda büyük bir atılım yaptıklarını bildirdi. Ekip, çeşitli atık ürünleri ucuz ve verimli bir şekilde "flaş grafene" dönüştürebilen yeni bir işleme teknolojisi gösterdi.
Yüksek termal ve elektriksel iletkenliği, ultra ince profili ve inanılmaz gücü ile grafen, malzeme bilimi alanında bazı heyecan verici olanaklar yarattı. Tek atom kalınlığında pullar üretmenin ana yöntemlerinden biri, bir karbon kaynağının (genellikle metan) bir kimyasal reaksiyonu teşvik etmek ve ince bir substratın yüzeyinde grafen pulları bırakmak için bir odaya pompalandığı bir işlem olan kimyasal buhar biriktirmedir.
Rice Üniversitesi'nde bir kimyager olan James Tour, bunun zahmetli ve pahalı bir süreç olabileceğini, grafenin mevcut ticari fiyatının ton başına 67.000 ABD Doları ile 200.000 ABD Doları arasında olduğunu söyledi. Bir grup araştırmacıyı, karbon kaynağı olarak çeşitli şekillerde kullanabilen ve aynı zamanda çevresel atıkları çözebilen harika malzemeleri bir araya getirmenin yeni bir yolunu geliştirmeye yönlendirdi.
Bu işlemde, elektrik akımının ısı üretmek için iletken bir malzemeden geçtiği flaş Joule ısıtması kullanılır. Karbon içeren herhangi bir materyali yaklaşık 10 milisaniye içinde yaklaşık 3000 Kelvin'e (yaklaşık 4940 ° F veya 2730 ° C) ısıtmak için bu teknolojiyi kullanarak, çöp grafen pullarına dönüştürülür ve kalan tüm karbon olmayan elementler kullanışlı hale gelir. gaz.
Tour şunları söyledi: "Süreç sanayileştiğinde, flaş reaktörden çıkan oksijen ve nitrojen gibi elementler, değeri olduğu için küçük moleküller olarak yakalanabilir." Bu yeni teknolojinin en umut verici yönü, grafit üretmek için kullanılabilmesidir. Olefin pullarının malzeme yelpazesi geniştir. Araştırma ekibi, muz kabuğundan kömüre, diğer gıda atıklarına ve hatta plastiğin bir karbon kaynağı olarak kullanılabileceğini ve grafen yapımında kullanılabileceğini ve maliyetin mevcut yöntemin sadece küçük bir kısmı olduğunu söyledi.
Tour, "Bu çok önemli" dedi. "Dünyadaki yiyeceklerin% 30 ila% 40'ı bozulduğu için çöpe atılıyor ve plastik atık dünya çapında dikkat çekiyor. Karışık plastik atıklar ve lastik tekerlekler de dahil olmak üzere herhangi bir katı karbon bazlı maddenin olduğunu kanıtladık, Grafene dönüştürülebilir. "
Bu araştırmanın bir diğer heyecan verici sonucu da grafenin çok daha ucuza geliştirilebilmesidir. Ekip, plastik ve betondan yapılmış kompozit malzemeleri test etti ve bu kompozit malzemeyi, özellikle umut verici olduğu kanıtlanan "flaş grafen" ile güçlendirdi. Tour, sadece% 0,1 parlama noktasına sahip "flaş grafen" çimentonun beton üretiminin çevre üzerindeki büyük etkisini üçte bir oranında azaltabileceğini söyledi.
"Betonu grafen ile güçlendirerek, inşaatta kullanılan beton miktarını azaltabilir, böylece imalat ve nakliye maliyetlerini düşürebiliriz. Esasen çöp sahalarında atık gıdalardan oluşabilecek karbondioksit ve metanı tutuyoruz. Sera gazları Bu karbonları grafene dönüştürüyor ve grafeni betona katarak beton üretiminde üretilen karbondioksit miktarını azaltıyoruz.Grafeni kullanmak bir kazan-kazan çevresel çözümdür.
Tour ve ekibi, flaş grafen üretimlerini iyileştirmeye devam etmeyi ve önümüzdeki iki yıl içinde ölçeği genişletmeyi ve günde 2,2 pound (1 kg) grafen üretmeyi umuyor. İlk odak noktaları, kömürü flaş grafene dönüştürmeyi amaçlayan yeni finanse edilen bir proje olacak. Tour, "Kömürü ucuza daha yüksek değerli inşaat malzemelerine dönüştürerek, kömür için büyük ölçekli bir çıkış sağlayabilir." Dedi.
Araştırma Nature dergisinde yayınlandı ve aşağıdaki video teknolojiye genel bir bakış sunuyor.
